石墨烯深度行業(yè)分析

《石墨烯深度行業(yè)分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、石墨烯深度行業(yè)分析石墨烯產(chǎn)業(yè)化大幕拉開,以石墨烯新材料應(yīng)用創(chuàng)新推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)升級(jí)將是未來三年主旋律。從行業(yè)基本面來看,石墨烯已經(jīng)突破了制備的瓶頸,粉體和薄膜材料兩大細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的企業(yè),未來石墨烯的發(fā)展思路將是以應(yīng)用創(chuàng)新為切入點(diǎn)推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)向高性能材料升級(jí),消費(fèi)電子.鋰電池.超級(jí)電容.橡塑、涂料等細(xì)分行業(yè)出現(xiàn)部分優(yōu)勢企業(yè)通過添加石墨烯材料大幅提升傳統(tǒng)產(chǎn)品性能。"粉"一石墨烯粉體材料制備工藝類化工屬性，將以添加劑的形式提升傳統(tǒng)產(chǎn)品性能。從制備工藝來看,石墨烯粉體制備工藝更多表現(xiàn)為類化工生產(chǎn)

2、線的特點(diǎn),大規(guī)模制備石墨烯的工藝有望很快得到突破。以粉體應(yīng)用為主的行業(yè)包括防腐涂料.鋰電池、超級(jí)電容、導(dǎo)熱塑料.消費(fèi)電子散熱片等。石墨烯粉體將主要以添加劑的形式與傳統(tǒng)產(chǎn)品混合,結(jié)合石墨烯特殊的物理化學(xué)特性生產(chǎn)具備更多功能.更高性能的新產(chǎn)品。"膜"一石墨烯觸摸屏只是開始，傳感器類應(yīng)用更值得期待！從制備工藝來看,石墨烯膜材料一般采用CVD方法,與粉體相比可以獲得更大比例的單層石墨烯,產(chǎn)線潔凈度要求高,具備消費(fèi)電子產(chǎn)線屬性。從行業(yè)應(yīng)用來看觸摸屏目前仍是主要出貨產(chǎn)品形態(tài)，但是向3Dtouch傳感器等新應(yīng)用更

3、值得期待！我們認(rèn)為盡管石墨烯電路等純石墨烯器件仍舊具備較長的產(chǎn)業(yè)演進(jìn)過程,但是石墨烯傳感器已經(jīng)具備了量產(chǎn)條件。一、界定石墨烯：產(chǎn)業(yè)和學(xué)界的不同定義1.學(xué)界定義石墨烯:單層碳原子構(gòu)成的新材料石墨烯是由sp2雜化碳原子形成的厚度僅為單層原子的排列成蜂窩狀六角平面晶體，通俗來講就是單層碳原子組成的單層石墨,其厚度僅為0.334nm。石墨烯最早被發(fā)現(xiàn)是在2004年，并獲2010年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。目前學(xué)術(shù)界對(duì)石墨烯的研究仍然集中在對(duì)單層石墨烯的性能表征和應(yīng)用上。嚴(yán)格單層石墨烯的制備和表征仍是非常大的難題。而

4、產(chǎn)業(yè)推廣則以石墨烯應(yīng)用產(chǎn)品為主,以最終產(chǎn)品的性能為導(dǎo)向，兩者有很大區(qū)分。2?產(chǎn)業(yè)界定義石墨烯:滿足功能即可,不局限于單層石墨烯是人類已知的最薄最堅(jiān)硬的納米材料,強(qiáng)度是鋼鐵的數(shù)十倍,同時(shí)還具備良好的拉伸性。導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/mnK,高于碳納米管和金剛石；常溫下其電子遷移率超過15000cm2/VDs,而電阻率只約10-6QDcm,比銅或銀更低,是目前世上發(fā)現(xiàn)的電阻率最小的材料。同時(shí)還具備極大的比表面積。由于其優(yōu)質(zhì)的特性,石墨烯可被廣泛應(yīng)用于鋰離子電池電極材料、太陽能電池電極材料、薄膜晶體管制備、

5、傳感器.半導(dǎo)體器件.復(fù)合材料制備、透明顯示觸摸屏、透明電極等方面。嚴(yán)格意義上,單層的石墨烯才被稱為”石墨烯",其大部分優(yōu)異的物理特性只有保持在納米層級(jí)上才能有所體現(xiàn)。根據(jù)石墨烯層數(shù)的不同,其表現(xiàn)出來的特性將發(fā)生急劇的變化。以強(qiáng)度為例,1mm厚的石墨包含約300萬層的石墨烯,但石墨的強(qiáng)度絕對(duì)不是石墨烯強(qiáng)度的簡單疊加。從微觀特性到宏觀應(yīng)用的過程，是石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用必須面對(duì)的問題之一。目前,大多數(shù)被實(shí)際使用的石墨烯材料是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念,—般情況下定義碳原子層在10層以內(nèi)即為石墨烯材料。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用以添加了石

6、墨烯的最終成品的形式推廣,而非原始的石墨烯原材。3?全球化的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng):我國石墨烯產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)先國際在石墨烯發(fā)展的初期,來自政府的支持是推動(dòng)石墨烯行業(yè)飛速發(fā)展的重要力量之_,自石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，各國政府不斷加大對(duì)石墨烯研究的支持力度。早在2008年7月,美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署(DARPA)就發(fā)布了總投資額為2200萬美元的碳原子射頻應(yīng)用項(xiàng)目，主要開發(fā)超高速和超低能量應(yīng)用的石墨烯基射頻電路，即用石墨烯制造電腦芯片和晶體管。美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)2009年5月發(fā)布了石墨烯基材料超級(jí)電容器應(yīng)用項(xiàng)目,致力

7、于開發(fā)石墨烯基電子材料，提高超級(jí)電容器性能，使其具有較高的能量和功率密度。美國俄亥俄州研究商業(yè)化資助項(xiàng)目(ORCGP)資助NanotekInstruments公司約35萬美元用于鋰離子電池用納米石墨烯復(fù)合電極的商業(yè)化生產(chǎn)。2013年3月歐盟委員會(huì)宣布，石墨烯和人腦工程兩大研究每項(xiàng)將獲得10億歐元的資助。這是歐盟有史以來最大的研究資助類項(xiàng)目。2014年2月初，歐盟未來新興技術(shù)(FET)石墨烯旗艦計(jì)劃發(fā)布了首份招標(biāo)公告和科技路線圖,介紹了擬資助的研究課題和支持課題,短期以石墨烯在粉體添加劑與光電設(shè)備中的

8、規(guī)?；瘧?yīng)用為目標(biāo),而長期將實(shí)現(xiàn)石墨烯對(duì)于硅的替代,成為新一代超微型晶體管的基礎(chǔ)材料。中國石墨烯行業(yè)的發(fā)展也獲得了政府強(qiáng)有力的支持。在國家戰(zhàn)略指引下,國家在"十二五”規(guī)劃中間明確將新材料列為重要的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)；國家自然科學(xué)基金委員會(huì)已經(jīng)陸續(xù)撥款超過3億元資助石墨烯相關(guān)項(xiàng)目；國家引導(dǎo)石墨烯產(chǎn)業(yè)成立了中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,聯(lián)盟常務(wù)理事單位分別對(duì)石墨烯技術(shù)路線、標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略.專利布局.國際合作和產(chǎn)業(yè)促進(jìn)進(jìn)行支持和合理引導(dǎo)。2015年10月23日，習(xí)近平主席參觀英國曼徹斯